Инженеры создали онлайн 3D-модель работающей литиевой батареи
Ученые создали компьютерную модель аккумуляторной батареи, которая в режиме реального времени воспроизводит состояние реальной. Об этом сообщает пресс-служба шведского Технологического университета Чалмерса.
В последние годы инженеры пытаются разработать более емкие и мощные аналоги литий-ионных батарей. Во многих из предложенных концепций графитовый анод предлагают заменить на литиевый. Без графита аккумуляторная батарея получится более легкой, а с металлическим литием в качестве анода также можно будет использовать катодные материалы большой емкости. Это позволяет достичь в три-пять раз большей плотности хранения энергии, чем в нынешних батареях.
Однако у литий-металлических аккумуляторов есть одна серьезная проблема: когда аккумулятор заряжается или разряжается, литий не всегда откладывается так ровно и гладко, как должен. Часто он образует мохоподобные микроструктуры и дендриты, длинные игольчатые выступы, а часть осажденного лития может изолироваться и затем стать неактивной. Дендриты также могут достичь другого электрода батареи и вызвать короткое замыкание. Поэтому крайне важно понять, когда, как и почему формируются эти структуры.
В связи с этим Мэтью Садд и его коллеги разработали способ наблюдения за аккумуляторным элементом и осаждением лития в режиме реального времени с помощью рентгеновской томографической микроскопии. Компьютер обрабатывал эти данные и строил на их основе трехмерную модель на глазах у ученых.
"Это было волшебно, когда мы своими глазами увидели, что это сработало с первой попытки, - рассказывают ученые. - Когда мы наблюдали, как литий создает структуры, похожие на огромные иглы, это было почти как участие в посадке на Луну. Мы так давно хотели наблюдать за внутренней работой батарей в режиме реального времени, и теперь наконец можем".
Авторы надеются, что это позволит предотвратить образование дендритов и создать работоспособные литий-металлические батареи.
Ранее инженеры создали контактные линзы дополненной реальности.